نظام IOT القائم على الويب للتحكم في التلسكوب: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

لقد صممنا وصنعنا نظام إنترنت الأشياء على شبكة الإنترنت للتحكم في أي نوع من التلسكوب عبر الإنترنت والحصول على المنظر من التلسكوب بأقل تكلفة

كان الدافع وراء هذا المشروع هو أنه كان لدينا ثلاثة تلسكوبات في نادي علم الفلك بكلية الهندسة وأردنا لهم التحكم في أي مكان من الحرم الجامعي. كنا بحاجة إلى أن يكون بأقل تكلفة ممكنة ويجب أن يعمل مع أي تلسكوب

لذلك يمكن لنظام IOT هذا التحكم في أي نوع من التلسكوب من موقع الويب على أي نوع من الأجهزة. كما يمكننا مشاهدة المنظر المباشر للتلسكوب من هذا الموقع. لهذا الغرض ، يستخدم stellarium (برنامج مفتوح المصدر) يعمل على raspberry pi 3 (يعمل كخادم) وهو متصل بـ Arduino mega في اتصال تابع رئيسي ولوحة RAMPS 1.4 متصلة كدرع لـ Arduino mega الذي يتحكم في محركات السائر عبر سائقي السيارات

اللوازم

التوت باي 3

اردوينو ميجا 2560 R3

RAMPS 1.4 Shield

2 محركات متدرجة (400 خطوة)

غواصو السيارات (سائق A4988)

مصدر طاقة ATX

كاميرا ويب جيدة

اتصال إنترنت لائق

الخطوة 1: اتصالات Arduino والترميز

نحتاج إلى الحصول على التوصيلات التي تم تحديثها وتحميل الكود قبل أن نربط جميع المكونات معًا. لذا قم بتنزيل وتثبيت برنامج Arduino IDE على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. قم بتوصيل Arduino MEGA R3 بالكمبيوتر عبر كابل USB.

هنا نستخدم برنامج التحكم بالتلسكوب onstep وقمنا ببعض التغييرات عليه. يمكنك تنزيل نسختنا على الرابط التالي

drive.google.com/open؟id=1n2VnSgii_qt1YZ1Q…

لكن الفضل يعود إلى المبدعين على خطوه. لقد استعارنا الكود الخاص بهم في إجراء بعض التغييرات عليه وفقًا لحاجتنا. فيما يلي روابط لمنشئي onstep الأصليين

www.stellarjourney.com/index.php؟r=site/equ…

groups.io/g/onstep/wiki/home

بعد تنزيل ملف onstep.ino المعدل الخاص بنا ، افتح ملف onstep.ino في اردوينو بيئة تطوير متكاملة. قم بتوصيل ميجا بالكمبيوتر وقم بتحميل ملف onstep في arduino mega

الخطوة 2: RAMPS 1.4 وتوصيلات برنامج تشغيل المحرك وضبطها

تُستخدم لوحة Ramps 1.4 بشكل أساسي للتحكم في محركات الطابعة ثلاثية الأبعاد ، لذا فهي دقيقة للغاية ، لذلك يمكننا استخدامها للتحكم في التلسكوب بدقة.

لذلك تحتاج إلى اختيار سائق محرك مناسب وفقًا لمحرك السائر والديدان والتروس الخاصة بك على حامل التلسكوب لذلك قمنا بصنع ورقة إكسل التي يمكن أن تعطي القيم المطلوبة للمقاومة ومعدل الدوران الذي يجب تعديله في كود اردوينو و الارتباط على النحو التالي

وفقًا لبحثنا ، يمكن استخدام محركات DRV 8825 و A4988 مع معظم التلسكوب ومعظم الحوامل

قم بتوصيل برامج تشغيل المحرك في موقع معين كما هو موضح في الصورة على لوحة المنحدرات 1.4 واستخدمها كدرع لاردوينو ميجا. يتم تشغيل المنحدرات بشكل منفصل بواسطة مصدر طاقة 12 فولت ATX.

الخطوة 3: اتصالات وإعدادات Raspberry Pi

تم تحميل Raspberry pi 3 بأحدث نظام تشغيل rasbian وقمنا بتثبيت Linux stellarium عليه من الرابط التالي

stellarium.org/

ثم قم بتوصيل Arudino mega بـ raspberry pi عبر كابل USB

قم أيضًا بتحميل برنامج اردوينو بيئة تطوير متكاملة على raspberry pi

يتم توصيل كاميرا الويب aslo بـ raspberry pi عبر كبل USB وأيضًا تثبيت برنامج webcam-streamer-master على raspberry pi. يمكن العثور عليها بسهولة على جيثب

يتم تشغيل Raspberry Pi بشكل منفصل عن المكونات الأخرى

الخطوة 4: إعدادات برنامج Stellarium

Stellarium هو برنامج يمنحك المواقع والمواقع الدقيقة لجميع كائنات السماء الليلية من موقعك ، كما أنه يمنحك قيم Ra / Dec لكل كائن في السماء ليلاً

بعد تنزيل stellarium ، أدخل موقعك المحدد في هذا البرنامج

ثم قم بتمكين التحكم بالتلسكوب والمكونات الإضافية للتحكم عن بعد في البرنامج من خلال الانتقال إلى قائمة المكونات الإضافية وتحديد هذين المكونين الإضافيين وتحديد التحميل عند خيار بدء التشغيل

بعد تمكين المكون الإضافي للتحكم في التلسكوب ، انتقل إلى تكوين خيار التلسكوب ثم حدد إضافة لتوصيل تلسكوب جديد. ثم حدد التلسكوب الذي يتم التحكم فيه مباشرة من خلال المنفذ التسلسلي ، ثم حدد المنفذ التسلسلي الخاص بك وهو رقم منفذ USB. الذي يتصل به اردوينو. ثم حدد طراز التلسكوب الخاص بك. إذا لم يكن طرازك موجودًا ، يمكنك تحديد خيار LX200 مباشرةً. حدد موافق ثم اضغط على بدء. ثم يمكنك عرض عدد كبير من التلسكوب للخيار ،

حيث يمكنك عرض قيم الانضمام الأيمن والانحراف (Ra / Dec) للكائن الحالي حيث يشير التلسكوب.

بعض التلسكوبات غير قادرة على الاتصال بـ Stellarium. لذا فأنت بحاجة أولاً إلى تنزيل برنامج StellariumScope ثم توصيله بـ stellarium

التحكم عن بعد هو البرنامج المساعد الذي يتحكم في جميع وظائف Stellarium عبر واجهة الويب. بعد تمكين المكون الإضافي ، انتقل إلى خيار التكوين وحدد رقم المنفذ وعنوان IP للمضيف المحلي.

يمكنك الآن الوصول إلى واجهة الويب عبر المضيف المحلي IP والمنفذ المحدد من أي جهاز كمبيوتر أو هاتف ذكي متصل بنفس الشبكة مثل raspberry pi.

في واجهة الويب ، يمكنك تحديد كائن السماء الليلية حيث تريد نقل التلسكوب الخاص بك من قائمة الاختيار ،

ثم انتقل إلى خيار التحكم في التلسكوب واختار الخيار لنقل التلسكوب المحدد إلى الكائن المحدد.

يمكنك أيضًا عرض العرض الحالي من التلسكوب عبر webcam-streamer-master

الخطوة 5: اختيار محرك متدرج وتوصيلاته

يعتمد اختيار محرك متدرج على نوع الحامل الذي يستخدمه التلسكوب الخاص بك

بمعنى آخر.

• ألتازيموث. ألتازيموث
• جبل دوبسونيان
• الاستوائية
• جبل شوكة
• الجبل الاستوائي الألماني

بشكل عام ، يمكن استخدام محرك متدرج مع 400 خطوة لجميع أنواع التلسكوبات

تحتاج إلى توصيل محركات السائر بالغواصين ذوي المحركات المتصلة بـ RAMPS 1.4. يمكن اكتساب قوة المحركات مباشرة من RAMPS 1.4

الخطوة 6: كاميرا الويب وتوصيلاتها

كاميرا الويب متصلة بالتلسكوب عند رؤية التلسكوب وهي متصلة بـ Raspberry Pi عبر اتصال USB ويجب تثبيت webcam-streamer-master على raspberry pi حتى تتمكن من عرض العرض الحالي من التلسكوب عبر واجهة الويب

الخطوة 7: مزود الطاقة

يتم تشغيل Arduino MEGA عن طريق اتصال USB من Raspberry Pi مباشرة لذلك لا يحتاج إلى مصدر طاقة منفصل

يتم تشغيل لوحة RAMPS 1.4 بواسطة مصدر طاقة ATX. يجب أن يتم توصيله بواسطة مصدر طاقة 12 فولت. يتم تشغيل موجهات المحركات ومحركات السائر بواسطة مزود الطاقة ATX هذا

يتم تشغيل Raspberry Pi بواسطة بنك البطارية مباشرة عن طريق توصيل طاقة raspberry pi

كاميرا الويب متصلة بـ raspberry pi عبر اتصال USB بحيث يتم تشغيل كاميرا الويب عن طريق اتصال USB

الخطوة 8: التجميع الكامل

1. قم بتوصيل محركات السائر بترس محور الارتفاع ودودة محور السمت عن طريق الحفر واللحام بالعتاد والدودة
2. قم بتوصيل أسلاك محركات السائر بسائقي المحركات عن طريق اللحام
3. قم بتوصيل سائقي المحركات بلوحة Ramps 1.4 عن طريق التركيب
4. قم بتوصيل Ramps 1.4 بـ Arduino كـ Shield
5. قم بتوصيل مصدر طاقة ATX إلى Ramps عبر اتصال طاقة بجهد 12 فولت
6. قم بتوصيل Arduino بـ Raspberry Pi عبر توصيل USB
7. كاميرا الويب متصلة بـ Raspberry Pi عبر اتصال USB
8. يجب توصيل Raspberry Pi باتصال إنترنت Ethernet لائق

الخطوة 9: الاختبار

بعد تجميع الإلكترونيات بالكامل وتوصيلها بالتلسكوب

حدد كائن سماء ليلية من واجهة الويب ، ثم يمكنك من خلال عرض كاميرا الويب إذا كان التلسكوب موجهًا إلى الكائن الصحيح أم لا

اختبرنا نظام IOT الخاص بنا باستخدام تلسكوبنا المطبوع ثلاثي الأبعاد والذي يسمى autoscope

الخطوة 10: النتيجة والتكلفة

أعلاه بعض الصور المأخوذة من التلسكوب عبر واجهة الويب وتكلفة المشروع بأكمله